薄煤層沿空回采的節(jié)能減排方案設(shè)計(jì)

王亞?wèn)|

（河南永錦能源有限公司,河南　許昌　461670）

薄煤層沿空回采的節(jié)能減排方案設(shè)計(jì)

王亞?wèn)|

（河南永錦能源有限公司,河南許昌461670）

摘要：《薄煤層沿空回采的節(jié)能減排方案設(shè)計(jì)》主要是采煤工作面沿著上個(gè)水平的工作面的運(yùn)輸機(jī)巷布置，統(tǒng)稱“沿空留巷”，減少一條巷道的掘進(jìn)，可以節(jié)省1000以上巷道的人力、物力的投入，降低了企業(yè)的成本。同時(shí)減少矸石的排放2000以上的矸石排放，節(jié)約了風(fēng)能、電能和水的使用。增加了煤炭的開(kāi)采量，煤炭的回采率可以達(dá)到97%以上，給企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：薄煤層沿空回采；節(jié)能減排；方案設(shè)計(jì)

1　呂溝煤礦的基本狀況

永錦能源呂溝煤礦位于禹縣煤田西南部三峰山～米托寺井田，三峰山礦區(qū)內(nèi)。呂溝煤礦經(jīng)過(guò)三次技術(shù)改造，生產(chǎn)能力逐次提升，2006年7月11日，公司整體劃歸永城煤電集團(tuán)股份有限公司，成立永錦能源，礦井核定生產(chǎn)能力為45萬(wàn)噸/年。礦區(qū)主要可采煤層為六2煤層，煤層厚度穩(wěn)定，一般厚度1.2m普遍見(jiàn)一層夾矸。

2　呂溝煤礦六2煤層的地質(zhì)狀況

“薄煤層沿空回采的節(jié)能減排方案設(shè)計(jì)”中的薄煤層主要指開(kāi)采的六2煤層。該煤層情況穩(wěn)定，厚度變化小，最小0.72m，最大1.45m，平均1.2m。采面內(nèi)構(gòu)造形態(tài)為走向東西，傾向南的單斜構(gòu)造，煤層底板局部有起伏。采面內(nèi)構(gòu)造形態(tài)為走向東西，傾向南的單斜構(gòu)造，煤層底板局部有起伏，預(yù)測(cè)采面內(nèi)會(huì)有斷層發(fā)育。六2903采煤工作面位于呂溝煤礦六2采區(qū)，根據(jù)上個(gè)水平采煤工作面的揭露情況分析，該采面范圍內(nèi)水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，向巷道充水的主要含水層為六2煤層頂板砂巖裂隙含水層，層位穩(wěn)定，對(duì)六2煤層開(kāi)采影響較小。

3　巷道布置

工作面采用走向長(zhǎng)壁布置，其中采煤工作面回風(fēng)巷為上個(gè)水平采面的下機(jī)巷（采面回風(fēng)巷為沿空掘巷），采煤工作面下機(jī)巷為九西聯(lián)絡(luò)巷東段下機(jī)巷掘進(jìn)，工作面切眼沿煤層底板掘進(jìn)采面切眼。計(jì)算出采煤工作面平均走向長(zhǎng)度和平均傾向長(zhǎng)度為。

4　采煤工作面的支護(hù)設(shè)計(jì)

采煤工作面的支護(hù)經(jīng)歷了重大的技術(shù)改革，在頂板管理技術(shù)上，由傳統(tǒng)的密集支柱、對(duì)柱、叢柱等切頂支柱，發(fā)展到無(wú)密集、切頂，在堅(jiān)硬頂板工作面采用液壓切頂墩柱，這些支護(hù)技術(shù)改革有利地促進(jìn)了回采工作面單產(chǎn)的提高，安全情況也大有改觀。單體液壓支柱有外注式DZ和內(nèi)注式NDZ，由于內(nèi)注式操作時(shí)初撐力不穩(wěn)定和不便于檢修，因此，本礦采用外注式單體液壓支柱。

支護(hù)選型及支護(hù)密度計(jì)算

工作面采用DW型外注式單體液壓支柱與HDJA-1000型金屬鉸接梁配套使用，支護(hù)方式為齊梁直線柱正懸臂架設(shè)，支護(hù)形式為一梁一柱，柱子打在鉸接梁上距煤壁側(cè)梁頭0.7米處，采煤后為四梁四柱（不包括密集支柱）。

控頂距及放頂步距：工作面正常地點(diǎn)最大控頂距4.2米，最小控頂距3.2米，機(jī)頭機(jī)尾處最大控頂距7.2米，最小控頂距6.2米，具體規(guī)定正常地點(diǎn)“見(jiàn)四回一”，機(jī)頭機(jī)尾地點(diǎn)：機(jī)頭機(jī)尾壘砌矸石帶時(shí)“見(jiàn)六回一”，若機(jī)頭機(jī)尾無(wú)矸石充石帶時(shí)，可打設(shè)木垛進(jìn)行支護(hù)，此時(shí)為“見(jiàn)七回一”。放頂步距1米。采空區(qū)采用全部垮落法管理頂板。

5　采煤方法及工藝

采煤方法采用走向長(zhǎng)壁采煤法。根據(jù)六2煤層地質(zhì)條件及煤層特征，煤層為較薄煤層，且煤質(zhì)比較硬，因此采用炮采采煤，一次采全高。正常回采期間，采高隨煤層厚度確定，煤厚平均1.2m，工作面平均走向長(zhǎng)度432m，傾斜長(zhǎng)度平均166m左右。采面采用兩臺(tái)風(fēng)煤鉆同時(shí)打通排眼，兩臺(tái)鉆相距不少于15m，炮眼布置采用“雙排三花眼”布置方式，底眼的炮眼位置距底板。炮眼角度為：底眼的角度與水平方向向下15°左右的俯角，與煤壁55°左右的夾角。頂眼距頂板0.2m，眼深1m，眼距1.4m。

6　采面安全生產(chǎn)系統(tǒng)

（1）運(yùn)輸系統(tǒng)：因?yàn)檩斔湍芰=400t/h，大于設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)率A=312.243/2.4=130.1t/h（運(yùn)煤所用的時(shí)間為2.4h），所以膠帶寬度一定滿足要求，選定膠帶速度υ=2m/s。設(shè)計(jì)生產(chǎn)率是運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)需要運(yùn)出的貨載質(zhì)量，為了保證完成礦井運(yùn)輸任務(wù)，在選擇設(shè)備運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)使設(shè)備生產(chǎn)率大于或等于設(shè)備生產(chǎn)率。根據(jù)A=191.05t/h，選用SGB-630/150C型刮板輸送機(jī)，鏈條形式，雙圓環(huán)鏈。

（2）排水系統(tǒng)：區(qū)內(nèi)范圍內(nèi)自上而下可分為四個(gè)含水層（組），自下而上依次為：寒武-奧陶系灰?guī)r巖溶承壓含水層、太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水組、砂巖裂隙承壓含水組、新生界松散鹽類孔隙潛水含水層。其中砂巖裂隙承壓含水組中的六2煤層頂板砂巖裂隙含水層（VI）位于下石盒子組中上部。在裂隙發(fā)育處，常造成六2煤層頂板淋水，但水量較小，持續(xù)時(shí)間短，對(duì)六2煤層開(kāi)采有一定影響。

在采煤工作面機(jī)巷內(nèi)做一個(gè)水窩，安裝兩臺(tái)型號(hào)為BQS25-50/7.5的高揚(yáng)程排沙水泵，將水排至九西大巷內(nèi)，再經(jīng)水溝自流至九號(hào)水倉(cāng)，利用九號(hào)井底排水系統(tǒng)排至地面。排水管路布置在工作面機(jī)巷下幫，水泵選用即可滿足采面排水需要。

（3）通風(fēng)系統(tǒng)：根據(jù)采煤工作面巷道布置方式，利用合理的通風(fēng)設(shè)施，新鮮風(fēng)流由主副井經(jīng)由階段運(yùn)輸大巷進(jìn)入采煤工作面機(jī)巷，到采煤工作面。乏風(fēng)由工作面回風(fēng)巷經(jīng)由西風(fēng)井，再到西區(qū)總回風(fēng)，經(jīng)西風(fēng)井至地面。采煤工作面為U型通風(fēng)，各掘進(jìn)工作面均采用獨(dú)立通風(fēng)。采煤工作面機(jī)巷為進(jìn)風(fēng)巷，采煤工作面回風(fēng)巷為回風(fēng)巷。

7　煤質(zhì)管理

為了提高煤質(zhì)，加強(qiáng)煤質(zhì)管理，各回采工作面在回采期間成立以班組為單位的煤質(zhì)管理小組，由跟班隊(duì)長(zhǎng)任組長(zhǎng)，班組長(zhǎng)任副組長(zhǎng)，煤質(zhì)管理小組成員由本班組成員組成。

采面煤、矸必須分運(yùn)分裝，即要保證矸車?yán)锊粠海很嚴(yán)锊粠ы?，保證煤炭質(zhì)量。全隊(duì)職工見(jiàn)矸就揀，做到矸不出責(zé)任段，嚴(yán)格保證煤質(zhì)，降低含矸率。各轉(zhuǎn)載點(diǎn)灑水要適量，溜子與皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)和噴霧裝置開(kāi)關(guān)要同步，避免煤質(zhì)含水量過(guò)高或過(guò)低。各轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧、采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、減速機(jī)、電機(jī)冷卻水等用水設(shè)備和地點(diǎn)必須做到先開(kāi)水后開(kāi)機(jī)，停機(jī)后及時(shí)停水，并根據(jù)出煤量控制好噴霧大小。各設(shè)備轉(zhuǎn)載點(diǎn)、巷道口、軌道順槽和膠帶順槽內(nèi)每200m各設(shè)置一個(gè)垃圾桶，吃剩的班中餐、塑料袋、火腿腸皮等雜物要全部收集裝入垃圾桶，嚴(yán)禁其混入煤流，垃圾桶滿后及時(shí)清理。

作者簡(jiǎn)介：王亞?wèn)|（1983—），男，河南禹州人，本科，研究方向：企業(yè)管理。